27. Техническая функция и функциональная структура технического объекта.

Описание ТФ содержит следующую информацию: Потребность, которую может удовлетворить ТО; Физическая операция (физическое превращение, преобразование), с помощью которой реализуются потребности. Таким образом, описание ТФ состоит из двух частей:

где Р – удовлетворяемая потребность, описываемая по формуле (1); Q – физическая операция. Описание физической операции (ФО) формализовано можно представить состоящим из трех компонент:

где АТ, СТ – соответственно входной или выходной поток (фактор) вещества, энергии или сигналов; Е – наименование операции Колера по превращению АТ в СТ. Это описание отвечает на вопросы «что» (АТ), «как» (Е), «во что» (СТ) преобразуется с помощью описываемого ТО. Число входов АТ, действий Е и выходов СТ в общем случае произвольное. Иначе говоря, под физической операцией будем подразумевать физическое преобразование заданного входного потока, или фактора, в выходной поток (фактор). Функциональная структура (ФС). Подавляющее большинство ТО состоит из нескольких элементов (агрегатов, блоков, узлов) и могут быть естественным образом разделены на части. Каждый элемент как самостоятельный ТО выполняет определенную функцию и реализует определенную физическую операцию (ФО), т.е. между элементами имеют место два вида связей и соответственно два вида их структурной организации. Во-первых, элементы имеют определенные функциональные связи друг с другом, которые образуют конструктивную функциональную структуру. Конструктивная ФС представляет собой ориентированный граф, вершинами которого являются наименования элементов, а ребрами – функции элементов. Кроме функциональных связей, между элементами ТО имеются еще потоковые связи, т.е. элементы, реализуя определенные физические операции, образуют поток преобразуемых или превращаемых веществ, энергии, сигналов или других факторов. Например, в прокатном стане на входе такого потока имеются заготовки сечением 200?200 мм, а на выходе – стальная лента толщиной 1 мм, шириной 2 м; в гидроэлектростанции на входе – поток воды с напором 20 м и расходом 150 м3/с, а на выходе – электрический ток напряжением 380 В и частотой 50 Гц. Такие потоки определенным образом объединяют и связывают элементы ТО и соответственно их ФО. В сложных ТО часто присутствуют несколько взаимосвязанных потоков. Взаимосвязанный набор ФО, реализующих один определенный поток преобразований вещества, энергии или сигналов, либо несколько взаимосвязанных потоков будем называть потоковой функциональной структурой . Потоковая ФС представляет собой граф, вершинами которого являются наименования элементов ТО или наименования операций Коллера Е, а ребрами – входные АТ и выходные СТ потоки (факторы) Различают две разновидности потоковой ФС: конкретизированная потоковая ФС, у которой в вершинах графа указаны наименования элементов; абстрагированная потоковая ФС, у которой в вершинах графа указаны наименования операций Колера. Абстрагированную потоковую ФС называют также структурной физических операций. Таким образом, существуют функциональные структуры ТО двух видов: конструктивная ФС и потоковая ФС, которые дополняют друг друга. При решении различных прикладных задач (конструирования, обучения и т.д.) используют или только конструктивную ФС, или потоковую ФС, или одновременно обе разновидности.